《大学物理AII》作业 No.04 光的偏振 参考答案

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1、《大学物理AII》作业No.04光的偏振班级________学号________姓名_________成绩_______-------------------------------------------------------------------------------------------------------****************************本章教学要求****************************1、理解光的横波特性、光的五种偏振态；掌握用偏振片起偏和检偏的方法。2、掌握

2、马吕斯定律，能熟练应用它计算偏振光通过偏振片后的光强变化。3、理解光在反射和折射时偏振状态的变化，能应用布儒斯特定律计算起偏振角i，掌握用反射和折射现象获得偏振光的方法。04、理解光轴、主平面概念，理解寻常光（O光）和非寻常光（e光）的区别、正晶体和负晶体区别。5、理解利用晶体双折射起偏的原理和实验装置，能判断单轴晶体中O光和e光传播方向。--------------------------------------------------------------------------------------------

3、-----------一、填空题1、光是一种电磁波，包含电场矢量和磁场矢量，但通常所说的光矢量指的是(电场强度矢量)。光矢量的方向与光波传播方向是(相互垂直的)，因而光波是横波，只有横波才具有偏振特性。2、光矢量方向和光传播方向所构成的平面称为光振动平面，对于线偏振光来说，这种振动平面是(唯一的)，因而线偏振光又被称为(平面)偏振光。对于圆偏振光、椭圆偏振光、部分偏振光、自然光来说，光振动面都不是唯一的。3、自然光可以看成两列(互相垂直、互相独立、振幅相等的)线偏振光的叠加；圆偏振光可以看成两列(互相垂直、振幅相等、频

4、率相同、振动相位差为的)2线偏振光的叠加；部分偏振光可以看成(自然光和线偏振光)的叠加。I4、光强为I的自然光通过偏振片后，其光强I(0)；光强为I线偏振光，020其光振动方向与偏振片的偏振化方向的夹角为，则其通过偏振片后光强2I(I0cos)，此式称为(马吕斯)定理。5、一般情况下，自然光在两种介质分界面上的反射光和折射光都是部分偏振光，其中反射光是（垂直）分量占优的部分偏振光，折射光是（平行）分量占优的部n2分偏振光。当自然光从介质1射向介质2时，入射角i=（arctg）时，反射光0n1将为完全偏振光，并且

5、反射光与折射光的夹角为（）。（用n1和n2表示两种2介质的折射率）6、单轴晶体内有一确定的方向，光沿该方向入射时折射光在晶体内只有一束，该方向称为（光轴）；除了这个方向外，一般情况下入射光在晶体内都将分为两束，一束称为（寻常光）或者O光，一束称为（非常光）或者e光。在晶体内，O光沿各个方向传播速度（相同），e光沿各个方向传播速度（不同）。对于正晶体而言O光速度（>）e光速度，O光折射率（<）e光折射率（填>或<）；对于负晶体而言，以上情况正好相反。7、发生双折射的晶体内，O光和e光都为（线偏振光）；O光的振动方向（垂直

6、）于其主平面，e光的振动方向（平行）于其主平面。当入射光在晶体主截面内时，O光和e光的主平面与主截面重合，此时O光与e光振动方向相互（垂直）。8、尼科耳棱镜是利用（双折射现象）定理和（全反射）原理做成的起偏器，同时尼科耳棱镜也可做为检偏器使用。一束入射光通过旋转的检偏器，如果光强（周期性变化，并且每旋转一周出现两次最大，两次消光）则可判断入射光是线偏振光；如果光强周期性变化，但没有消光现象则可判断入射光是（部分偏振光）或者（椭圆偏振光）；如果光强没有变化，则入射光是（自然光）或者（圆偏振光）。9、一束自然光和线偏振光的混

7、合光，让它垂直通过一偏振片。若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为（1:2）。解：设入射自然光光强为I1，线偏振光光强为I2，混合光通过偏振片后光强为：1211IIIcos,III,II12max12min12221III12I1max21由题意5,可以解出：I1I2minI21210、一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光偏振态是（线偏振光）。解：设空气的折射率为1，平板玻璃的折射

8、率为n玻n玻根据布儒斯特定律：tgin，0玻n空气据分析有i0211n空气对于界面2来说，有tgtgi0，2tgi0n玻n玻满足布儒斯特定律，因而在界面2的反射光是线偏振光。11、在以下五个图中，n1、n2为两种介质的折射率，图中入射角，iarctg(n/n)，ii，试在图上